【正文】 返回目錄 。調(diào)用 exec()就做下面的三件事情：用所給的執(zhí)行程序代替原先的代碼段；廢棄原有的數(shù)據(jù)段，為新程序分配新的數(shù)據(jù)段；廢棄原有的堆棧段，為新程序分配所需的堆棧段。 進(jìn)程的執(zhí)行 3. 為一個進(jìn)程注入新“靈魂”的任務(wù)，在 Linux里是由系統(tǒng)調(diào)用 exec()來完成的。 . 在 fork或 clone調(diào)用結(jié)束時(shí)，父進(jìn)程和子進(jìn)程同時(shí)存在，都可以運(yùn)行。使用 fork和 clone的區(qū)別是： fork是全部復(fù)制，是把父進(jìn)程使用的所有資源全部通過復(fù)制而“傳”給子進(jìn)程； clone則是通過設(shè)置各種參數(shù)，對資源做有選擇地復(fù)制，沒有被復(fù)制的就通過指針的復(fù)制讓子進(jìn)程共享。調(diào)用 fork和 clone的進(jìn)程是父進(jìn)程，被創(chuàng)建的進(jìn)程是子進(jìn)程。位圖里的某位為“ 1”，表示該位代表的 PID值已被進(jìn)程使用；某位為“ 0”，表示該位代表的 PID值還沒使用，可作為新進(jìn)程的PID。 . Linux在內(nèi)核里開辟一個有 1024個字、每個字 32個二進(jìn)制位的區(qū)域，用它各位的順序來表示 PID值。 . 系統(tǒng)中的進(jìn)程個數(shù) 1. 32位 /字 1024個字 pidmap_array位圖 當(dāng)這位為 1時(shí)，表示系統(tǒng)里有 PID等于 3的進(jìn)程 這位不用 . Linux中同時(shí)存在的進(jìn)程數(shù)目是受限的，缺省情況下最大的 PID值是 32767。此后用戶與系統(tǒng)交互時(shí)，就由 shell進(jìn)程接收并解釋用戶輸入的命令，創(chuàng)建子進(jìn)程執(zhí)行該命令。該進(jìn)程為當(dāng)前的每個終端創(chuàng)建管理進(jìn)程，接收用戶的登錄信息。 .返回目錄 ? Linux進(jìn)程的生存過程 Linux初啟時(shí)運(yùn)行在內(nèi)核態(tài)。那么，這五個進(jìn)程間的關(guān)系如圖所示。 p_pptrr：指向父進(jìn)程的指針； p_cptr：指向最新子進(jìn)程的指針； p_ysptr：指向弟進(jìn)程的指針； p_osptr：指向兄進(jìn)程的指針。如果一個進(jìn)程創(chuàng)建了若干個子進(jìn)程，那么這些子進(jìn)程之間就是兄弟關(guān)系。該表的每個元素由兩個 task_struct型指針組成： pidhash_next指向 pidhash散列 表里該索引值鏈表中的下一個 PCB； pidhash_pprev指向 pidhash散列 表里該索引值鏈表中的前一個 PCB。即如果兩個不同的 PID計(jì)算出的 PCB在散列表的索引值相同（沖突），那么就把這兩個 PCB組成鏈表鏈接在一起。這實(shí)際上就是所謂的散列技術(shù)。 利用散列表 pidhash里的pidhash_next和 pidhash_pprev，以及進(jìn)程 PCB里的字段pidhash_next和 pidhash_pprev，就能基于散列表的索引值形成一個個進(jìn)程 PCB的雙向鏈表。 . . 為提高調(diào)度時(shí)的查找速度， Linux是以優(yōu)先級為依據(jù)建立“可運(yùn)行”隊(duì)列的。 每個進(jìn)程的 PCB里有兩個 task_struct型指針字段，作用是： prev_task：向前指針，指 向鏈表中本進(jìn)程前面的那個進(jìn)程 的 PCB； next_task：向后指針，指 向鏈表中本進(jìn)程后面的那個進(jìn)程的 PCB。組標(biāo)識符存放在進(jìn)程 PCB的字段 gid里。 . Linux將用戶劃分成組，每個用戶可分屬一個或多個用戶組。 . 用戶標(biāo)識符：在 Linux里，每個用戶 都有一個唯一的數(shù) 字與之對應(yīng)，稱為 用戶標(biāo)識符。這時(shí)的進(jìn)程就處于僵死狀態(tài)。 （ 3） （ 4） 暫停狀態(tài) ：當(dāng)運(yùn)行進(jìn)程接到暫停執(zhí)行的信號（比如程序正在接受調(diào)試）時(shí)，其狀態(tài)就由“運(yùn)行”變遷成為“暫停”。在所等待的事件或信號到來時(shí)，進(jìn)程的等待結(jié)束，狀態(tài)變遷為“可運(yùn)行”。 . Linux的進(jìn)程狀態(tài)及其變遷 3. 可運(yùn)行狀態(tài)：當(dāng)一個進(jìn)程正在被 CPU執(zhí)行，或已經(jīng)準(zhǔn)備就緒隨時(shí)可由調(diào)度程序調(diào)度執(zhí)行，則稱該進(jìn)程處于“可運(yùn)行”狀態(tài)。 Linux系統(tǒng)中的進(jìn)程，由四個部分組成 . 內(nèi)核棧 PCB (task_struct 結(jié)構(gòu) ) 8KB 52 個字節(jié) 高地址 低地址 內(nèi)核棧的 增長方向 8140 個字節(jié) （ 1） 一段可執(zhí)行的程序； （ 2） 一個專用的系統(tǒng)?？臻g，用來保存中斷現(xiàn)場信息和進(jìn)程進(jìn)入內(nèi)核模式后執(zhí)行子程序（函數(shù)）嵌套調(diào)用的返回現(xiàn)場信息； （ 3） 進(jìn)程控制塊 PCB（ task_struct結(jié)構(gòu)）； （ 4） 獨(dú)立的存儲空間。 Linux的進(jìn)程控制塊 2. . Linux中，把傳統(tǒng)的進(jìn)程控制塊 PCB稱為進(jìn)程描述符，用于記錄每個進(jìn)程所做的事情。 （ 4） 硬件。它負(fù)責(zé)管理和使用系統(tǒng)中的 各種資源（如內(nèi)存空間、磁盤空間、磁盤上的文 件），以及啟動并運(yùn)行程序等。 Linux的進(jìn)程 ? Linux進(jìn)程 Linux內(nèi)核 1. . Linux內(nèi)核，指的是所有 Linux發(fā)布版本的核心程序。當(dāng)一個用戶程序在操作系統(tǒng)上運(yùn)行時(shí)，它就成為一個進(jìn)程。 用戶進(jìn)程。 返回目錄 系統(tǒng)調(diào)用接口。 . 開銷：創(chuàng)建和撤消進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)要做資源的分配和回收工作；進(jìn)程間進(jìn)行切換時(shí)，系統(tǒng)要為其保存現(xiàn)場信息，將原進(jìn)程內(nèi)容調(diào)出至輔存，將新進(jìn)程內(nèi)容調(diào)入內(nèi)存等。 . 并發(fā)：引入線程后，不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行， 而且一個進(jìn)程內(nèi)的多個線程之間也可以并發(fā)執(zhí)行，因此系 統(tǒng)具有了更好的并發(fā)性，進(jìn)而使系統(tǒng)的資源利用率和吞吐率大大提高。 例 27 ： 窗口線程 窗口進(jìn)程 三個窗口 顯示器 處理機(jī)管理的新含義 2. . 調(diào)度：引入線程后，進(jìn)程是資源的擁有者，線程是處理機(jī)調(diào)度和分配的單位。進(jìn)程擁有的資源是物 理顯示器。 兩個堆棧指針，一個指向用戶棧（線程在用戶態(tài)下時(shí)，使用自己的用戶棧），一個指向系統(tǒng)棧（線程在核心態(tài)下運(yùn)行時(shí)，使用系統(tǒng)棧）； ? 線程與進(jìn)程的關(guān)系 1. 線程與進(jìn)程的關(guān)系 . 線程控制塊（ TCB）的三部分內(nèi)容 （ 1） 一個唯一的線程標(biāo)識； （ 2） （ 3） 一個私用的現(xiàn)場保護(hù)區(qū)，存放現(xiàn)場保護(hù)信息（如處理機(jī)的各種寄存器內(nèi)容）和其他與線程有關(guān)的信息。 通信關(guān)系：不同進(jìn)程間的通信，必須使用操作系統(tǒng)提供的進(jìn)程通信機(jī)制；同一進(jìn)程各個線程間的通信，可以直接通過訪問共享的進(jìn)程地址空間來實(shí)現(xiàn)。這相比用戶級線程，就會顯得復(fù)雜一些，所花費(fèi)的時(shí)間要多一些。內(nèi)核級線程的另一個優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)核程序本身也可使用多線程技術(shù)。一個用戶程序中的多個用戶級線程，被映射到一些內(nèi)核級線程上。這樣組合式的管理方法，會綜合用戶級線程與內(nèi)核級線程管理方法的優(yōu)點(diǎn)，減少它們的缺點(diǎn)。內(nèi)核為該進(jìn)程以及內(nèi)部的每一個線程（深色圓圈）維護(hù)上下文信息，調(diào)度在內(nèi)核基于線程架構(gòu)的基礎(chǔ)上完成，線程運(yùn)行則在用戶空間進(jìn)行。那么這樣的線程稱為“內(nèi)核級線程”。系統(tǒng)內(nèi)核仍然是以進(jìn)程為單位管理和調(diào)度進(jìn)程，指定其所處的狀態(tài) 。 2. 這時(shí)，用戶程序被創(chuàng)建成為一個由內(nèi)核管理的進(jìn)程，與這個進(jìn)程相對應(yīng)的線程則在用戶空間里運(yùn)行。 返回目錄 ? 線程的實(shí)現(xiàn) 1. 用戶級線程方法 若有關(guān)線程的管理工作都是由運(yùn)行在用戶空間的應(yīng)用程序完成，那么這樣的線程稱為“用戶級線程”。線程